| Titre : | L'effet de température de substrat sur les propriétés des couches minces de dioxyde de titane (TiO2) déposées par spray pyrolyse ultrasonique |
| Auteurs : | nardjas Krid, Auteur ; Mili Ouarda, Auteur ; Abdallah Attaf, Auteur |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2020 |
| Format : | 1 vol. (63 p.) / couv. ill. en coul / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | couches minces,dioxyde de titane,spray pyrolyse ultrasonique,température de substrat,propriétés structurales,propriétés optiques |
| Résumé : |
Les couches minces de TiO2 ont été préparées sur des substrats en verre par la méthode spray pyrolyse ultrasonique. Nous avons choisi cette technique car elle est facile et simple à préparer, alors nous avons changé la température de substrat de 200 ° C à 500 ° C avec fixation du reste des milieux tels que la concentration de la solution précipitant et le temps de sédimentation, avec une vue d'étudier l'effet de la température de substrat sur les propriétés structurales et optiques et l'effet du traitement thermique dans air à une température de recuit de 600 ° C sur ces lames. Pour caractériser ces dépôts, nous avons utilisé la diffraction des rayons X (DRX) pour déterminer la structure des films et la spectroscopie UV-Visible pour déterminer les propriétés optiques des films minces. Les résultats de diffraction des rayons X ont montré que les tranches avaient cristallisé selon la phase anatase avec une orientation préférée en fonction du niveau (101), et avant le recuit la taille des grains diminue avec l’augmentation des températures de substrats. L'étude optique de ces films avant et après le traitement thermique a montré qu'elles sont transparentes dans la gamme visible avec une transmittance totale de 80%, Ainsi que les valeurs de l’énergie du gap directe et indirecte qui augmentent avec l'augmentation de la température de référence.Enfin, nous avons déterminé que 400°C est la meilleure température de base pour déposer des films minces d'oxyde de titane par cet appareil, ce qui donne de meilleurs résultats et propriétés.
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| Sommaire : |
Dédicace …………………………………….…………………………………………..
Remerciement…………………………………………………………………………… Sommaire…………………………………………………………….………………….. Introduction générale………………………………………………………..……………….. 1 Références bibliographiques d'Introduction générale…………………….……………. 3 Chapitre I: Généralité sur les couches minces d’OTC et dioxyde de titane(TiO2) I.1 Les oxydes transparents conducteurs (OTC)…………………………………….. 4 1.1 Qu’est-ce qu’un OTC………………………...................................................... 4 I.1.2 Critères de choix des oxydes transparent conducteurs……………………….. 4 I.1.3 Applications des OTC ………………………………….................................. 5 I.2 L’oxyde de titane (TiO2) …………………………………………………………... 6 I.2.1 Présentation générale ………………………………………………………… 6 I.2.2 Diagramme d'équilibre titane –oxygène ……………………………………... 7 I.2.3 Formes cristallines de TiO2 ………………………………………………….. 8 I.2.3.1 La phase brookite …………………………………………….............. 8 I.2.3.2 La phase rutile ………………………………………………………... 9 I.2.3.3 La phase anatase ………………………………………….…………... 10V I.2.4 Paramètres physiques des différentes structures de TiO2 ……………………. 12 I.2.5 Les propriétés du dioxyde de titane…………………………………………... 13 I.2.5.1 Propriétés pigmentaires……………………………………………….. 13 I.2.5.2 Propriétés optoélectroniques …………………………………………. 14 I.2.5.3 Propriétés optiques……………………………………………………. 14 I.2.6 Les applications du TiO2………………………………………………………… 15 I.2.6.1 L’optique……………………………………………………………… 15 I.2.6.2 Capteurs de gaz………………………………………………………... 16 I.2.6.3 Cellules solaires sensibilisées aux colorants………………………….. 16 I.2.6.4 Photocatalyse hétérogène……………………………………………... 17 I.2.7 Autres applications…………………………………………………………… 19 Références ………………………………….…………………………………………… 20 Chapitre II : Techniques de dépôt et méthodes de caractérisation des couches minces II.1 Couches mince……………………………………………………………………... 23 II.1.1 Définition d'une couche mince………………………………………………. 23 II.1.2 Etapes de formation et croissance d'une couche mince……………………... 23 II.1.3 Mécanismes de croissance des couches minces……………………………... 23 II.1.4 Classification des modes de croissance……………………………………… 24 II.1.5 Procédure de dépôt des couches minces…………………………………….. 24VI II.2 Techniques de dépôt des couches minces................................................................ 25 II.2.1 Choix d'une technique de dépôts en couches minces……………………….. 26 II.2.2 Méthodes physiques de dépôt.......................................................................... 26 II.2.2.1 Evaporation sous vide………………………………………………... 26 II.2.2.2 Ablation laser………………………………………………………… 27 II.2.2.3 Pulvérisation cathodique……………………………………………... 28 II.2.3 Méthode chimique de dépôt…………………………………………………. 28 II.2.3.1 Dépôt en phase vapeur "CVD"……………………………………….. 28 II.2.3.2 Sol –gel……………………………………………………………….. 29 II.2.3.3 Spray pyrolyse ultrasonique………………………………………….. 30 II.2.3.3.1 Définition……………………………………………………. 30 II.2.3.3.2 Principe général du procédé spray…………………………... 30 II.2.3.3.3 L’imporance de la température du substrat………………….. 31 II.3 Techniques de Caractérisation des couches minces…………………………….. 32 II.3.1 Méthodes de caractérisation structurale…………………………………….. 32 II.3.1.1 Diffraction des rayons X (DRX)…………………………………….. 32 II.3.1.2 Taille des grains……………………………………………………… 33 II.3.1.3 La déformation……………………………………………………….. 34 II.3.2 Méthodes de caractérisation optique………………………………………... 34 II.3.2.1 Spectroscopie UV-Visible……………………………………………. 34VII II.3.2.2 Mesure de l’épaisseur………………………………………………… 35 II.3.2.2.1 Méthode des franges d'interférences………………………… 35 II.3.2.3 Le gap optique………………………………………………………... 37 II.3.2.4 L’énergie d’Urbach…………………………………………………... 38 Référence …………………………..............…………………………………………… 40 Chapitre III: Elaboration et de caractérisation des couches minces de dioxyde de titane III.1 Elaboration des couches minces de TiO2 par spray ultrasonique…………….. 44 III.1.1 Choix de la technique de dépôt…………………………………………….. 44 III.1.2 Montage expérimental utilisé………………………………………………. 44 III.2 Procédure expérimentale……………………………………………………….... 46 III. 2.1 Choix des substrats………………………………………………………… 46 III.2.2 Nettoyage des substrats……………………………………………………... 46 III.2.3 Déposition des couches……………………………………………………... 47 III.2.4 L’effet du recuit…………………………………………………………….. 48 III.3.Résultats et discussions…………………………………………………………... 48 III.3.1 L’épaisseur couches minces de TiO2.............................................................. 48 III.4 Propriétés structurales………………………………………………………….. 49 III.4.1 La taille des grains………………………………………………………….. 53 III.4.2 La distance inter réticulaire dhkl…………………………………………….. 55VIII III.4.3 la densité de dislocation (δ)………………………………………………… 56 III.5 Caractérisation optique………………………………………………………….. 57 III.5.1 Spectres de transmittance…………………………………………………… 57 III.5.2 L’énergie de gap (Eg)………………………………………………………. 59 III.5.3 l’énergie d’urbach E00 (désordre)…………………………………………... 59 Références ………………………………………………………………………………. 61 Conclusion générale……………………………………………………………………. 63 Résumé |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| MPHY/553 | Mémoire master | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
